“La observación y la intención puede cambiar la naturaleza de la realidad.”*
Bediuzzaman Said Nursi
La física es una de las principales disciplinas científicas que nos ayudan a comprender el universo. Mientras que la física clásica se enfoca en el mundo visible y en los fenómenos que podemos observar, la física cuántica estudia la materia a nivel atómico y subatómico. Lo que distingue a la física cuántica (o mecánica cuántica) es que es probabilística, no determinista. En contraste, la física clásica, al igual que otras ramas de la ciencia, es determinista en el sentido de que podemos predecir con exactitud los resultados de un experimento si contamos con toda la información relevante. Por ejemplo, al lanzar una pelota al aire, podemos predecir su trayectoria con certeza si conocemos factores como la velocidad inicial, la velocidad del viento y la resistencia del aire. Sin embargo, esta certeza desaparece en el ámbito de la mecánica cuántica, no por limitaciones en nuestro conocimiento o capacidad de medición, sino debido a una cualidad intrínseca de las entidades cuánticas.
Las partículas subatómicas, conocidas como objetos cuánticos, incluyen entidades como protones, electrones y átomos. Aunque los principios de la mecánica cuántica pueden aplicarse teóricamente a objetos de mayor tamaño, sus efectos se vuelven imperceptibles, principalmente debido a un fenómeno que los físicos denominan decoherencia. La decoherencia surge de las interacciones con las numerosas partículas del entorno, lo que efectivamente borra el comportamiento cuántico, en un proceso que se asemeja a la “dilución” de las características cuánticas. Si pudiéramos aislar perfectamente un átomo de su entorno, podríamos observar su comportamiento cuántico; pero en los objetos de gran tamaño que forman parte del mundo cotidiano, la enorme cantidad de partículas hace prácticamente imposible observar tal comportamiento cuántico.
Para comenzar, profundicemos en el concepto de probabilidad. En el ámbito de la mecánica cuántica (MC), una partícula tiene el potencial de existir en una combinación lineal o superposición de varios estados. Para simplificar y evitar términos técnicos, pensemos en la propiedad del “color” de un objeto cuántico, como un electrón. Aunque los electrones no tienen color en el sentido habitual, esta analogía puede aplicarse a características físicas medibles, como la posición, la velocidad o el espín. Cuando se mide, el “color” de un electrón resulta ser siempre rojo o azul. En la lógica clásica, el color de un objeto es una propiedad fija e inmutable que no cambia al ser observada. Sin embargo, la MC desafía esta idea, proponiendo que el objeto existe en una mezcla de rojo y azul hasta que se le observa o se le mide. Existe una cierta probabilidad de que el resultado sea rojo o azul, pero no podemos saber cuál será hasta que lo midamos. Supongamos que estas probabilidades son del 50% para cada color. Esto significaría que, si midiéramos el color de un electrón, obtendríamos rojo o azul con igual probabilidad del 50%. Las matemáticas de la MC nos permiten calcular estas probabilidades con precisión, pero dictan que, antes de la observación, el color estaba en un estado de superposición, oscilando entre ambos. Ahora bien, supongamos que la medición revela que el color es rojo. Aquí surge una pregunta intrigante: “¿Era rojo el electrón antes de la observación?”. Aunque las probabilidades nos indican la posible aparición de cada color, la certeza del color revelado sigue siendo un misterio. El acto de observar produce lo que se conoce como el “colapso del estado”, es decir, el paso de una mezcla de ambos estados (superposición) a uno concreto, ya sea rojo o azul.
El famoso experimento de la doble rendija es una ilustración clásica del concepto de superposición en la mecánica cuántica. Imaginemos que lanzamos electrones, uno por uno, a través de una configuración que tiene dos rendijas. Después de pasar por las rendijas, los electrones impactan en una pantalla situada detrás, dejando una marca puntual en ella, como lo haría una partícula. A medida que seguimos enviando electrones, se empiezan a acumular marcas en la pantalla, y, sorprendentemente, estas marcas forman un patrón ondulatorio. Este patrón es similar al que produciría una onda, como una ola de agua que atraviesa las dos rendijas al mismo tiempo antes de golpear la pantalla. Este comportamiento revela lo que los físicos llaman la dualidad onda-partícula: el electrón actúa como una partícula al dejar una marca puntual en la pantalla, pero su comportamiento colectivo es el de una onda, no el de muchas partículas separadas. Para explicar este patrón de ondas, debemos aceptar que el electrón, al pasar por las rendijas, se comporta como si fuera una onda que atraviesa ambas rendijas simultáneamente. En términos de la mecánica cuántica, esto significa que el electrón se encuentra en un estado de superposición, pasando por ambas rendijas a la vez.
La situación se vuelve aún más intrigante cuando intentamos medir por cuál de las dos rendijas pasa realmente el electrón. Los experimentos han demostrado sin lugar a dudas que, si obtenemos información sobre por qué rendija ha pasado, el estado de superposición colapsa. En ese momento, observamos que los electrones pasan solo por una de las dos rendijas, y el patrón que aparece en la pantalla es el típico de partículas, no de ondas. La conclusión general es que, hasta que no realicemos una observación, debemos tratar al electrón como si estuviera en un estado de superposición, es decir, pasando por ambas rendijas a la vez. Sin embargo, una vez que lo observamos, ese estado colapsa, y el electrón se comporta como si hubiera pasado solo por una rendija.
El marco matemático estaba bien establecido: antes de realizar una observación, una partícula o sistema cuántico se encuentra en un estado de superposición, lo que significa que carece de propiedades definidas que nos permitan hacer afirmaciones concretas sobre sus atributos físicos. Solo después de la observación, la partícula revela una propiedad específica. Este comportamiento cuántico ha sido confirmado en innumerables ocasiones, especialmente en experimentos con espines de electrones y fotones (partículas de luz). En resumen, la mecánica cuántica sostiene que cada partícula diminuta existe en una mezcla de todas las realidades posibles hasta que es observada. Como todo lo que existe, ya sea vivo o no, está compuesto por diminutas partículas cuánticas como protones, electrones y neutrones, este principio debería aplicarse a cualquier objeto del universo. Es el acto de observación lo que manifiesta la realidad; no hay una “propiedad real” inherente antes de la medición.
Durante las primeras etapas del desarrollo de esta idea, la noción de superposición fue recibida con escepticismo, especialmente por el célebre Albert Einstein. Si bien Einstein reconocía que las observaciones se explicaban bajo este nuevo y peculiar marco matemático de la mecánica cuántica, creía que aún quedaba algo más por descubrir. Su argumento principal era que una partícula debía tener siempre una propiedad definida, incluso antes de ser medida. Para él, resultaba ilógico pensar que una partícula no tuviera un valor “real” en ausencia de observación. Se le atribuye la famosa frase: “Me gustaría pensar que la Luna sigue ahí, aunque no la mire”. Esta postura está alineada con los conceptos de “localismo” y “realismo”, que sostienen la idea de una realidad persistente y bien definida, independientemente de si es observada o no.
En este punto, la cuestión adquiere un carácter más filosófico que científico. Surge una pregunta clave: ¿tenía el electrón una propiedad real y definida antes de la observación? Aunque aquí usamos el ejemplo del “color”, los experimentos reales medirían otras propiedades físicas, como el espín o la posición. La mecánica cuántica respondería “no, el electrón está en un estado de superposición”, mientras que la lógica clásica o el punto de vista de Einstein diría “sí, por supuesto, siempre ha tenido una propiedad definida; simplemente no lo sabíamos”. Este debate está estrechamente relacionado con la teoría de la medición. En términos simples, en la lógica clásica, medir un objeto revela una propiedad que ya poseía, mientras que, en la mecánica cuántica, la medición obliga al objeto a adoptar una de sus posibles propiedades observables.
En oposición a la visión cuántica, Einstein y sus colegas publicaron el famoso artículo EPR (la paradoja de Einstein-Podolsky-Rosen o paradoja EPR), titulado “¿Puede considerarse completa la descripción mecánica cuántica de la realidad física?”. En este texto, Einstein sostenía que, aunque las matemáticas de la MC son precisas, esta teoría es incompleta para abordar el problema de la medición. Básicamente, los autores argumentaban que la historia no estaba completa y postulaban la existencia de “variables ocultas” (VO). Desde esta perspectiva, estas VO serían como los “genes” de una partícula, una especie de código genético inobservable que determina su comportamiento. Aunque estas variables están más allá de nuestro alcance, la teoría de las VO sostiene que existen y contienen información sobre el resultado de la medición de una partícula.
Por ejemplo, consideremos el espín de un electrón, que puede ser “arriba” o “abajo” cuando se mide en un eje determinado. Según la MC, si no se observa, el electrón existe en un estado de superposición, es decir, una mezcla de espín arriba y espín abajo. Solo cuando se realiza la observación, el electrón adopta uno de estos dos estados, y no podemos predecir cuál será. Por el contrario, el artículo EPR propone que la partícula tiene una VO que determina de antemano el resultado de la medición, lo que implica que siempre ha tenido una propiedad real y definida desde su creación, aunque esta variable esté fuera del alcance de la observación humana.
Para probar la idea de la paradoja EPR o la teoría de las variables ocultas (VO), el matemático irlandés John S. Bell, en 1964, publicó un artículo que ofrecía una manera de comprobar experimentalmente estas teorías. Bell demostró que la medición del espín de partículas entrelazadas (o enredadas) podía servir como una prueba decisiva para determinar si las variables ocultas realmente existían. Según la mecánica cuántica (MC), en ausencia de variables ocultas, las propiedades de una partícula, como el espín, estarían en un estado de superposición hasta que fueran observadas, abarcando todas las posibles realidades. Los primeros experimentos que se basaron en las ideas de Bell fueron realizados por John Clauser [Freedman, Stuart J.; Clauser, John F. (3 de abril de 1972). . “Experimental Test of Local Hidden-Variable Theories”. Physical Review Letters. 28 (14): 938-941] en la Universidad de Columbia en 1972. En estos experimentos, Clauser utilizó fotones y midió su “polarización”, una propiedad direccional de la luz similar al espín de un electrón. Los resultados de estos experimentos refutaron de manera contundente la teoría de las variables ocultas locales, apoyando el marco de la mecánica cuántica. En los años siguientes, el físico francés Alain Aspect refinó los experimentos de Clauser, abordando posibles lagunas o imperfecciones que podían haber afectado los primeros estudios. Los resultados acumulados de estos experimentos no solo confirmaron las predicciones de la MC, sino que descartaron de manera inequívoca las teorías de variables ocultas locales. Este trabajo experimental sobre el entrelazamiento cuántico culminó en el reconocimiento de su importancia, y en 2022, John Clauser, Alain Aspect junto con Anton Zeilinger fueron galardonados con el Premio Nobel de Física por sus revolucionarias investigaciones con partículas entrelazadas, que apoyaron persistentemente la mecánica cuántica.
Al considerar el panorama más amplio que hemos trazado, es inevitable reconocer la naturaleza profundamente ambigua de la realidad en el ámbito cuántico. Las partículas muestran propiedades que, antes de ser observadas, se encuentran en un estado de superposición, lo que significa que no podemos hacer afirmaciones precisas, sino hablar solo en términos de probabilidades. Esto es similar a cómo describimos las propiedades de una onda, la cual se extiende sin tener una posición definida y “existe” en varios lugares simultáneamente. No obstante, cuando observamos la partícula, esta propiedad indefinida colapsa en una realidad concreta y determinada. Dicho de otra manera, el comportamiento ondulatorio desaparece, y lo que tenemos tras la observación es una partícula con propiedades bien definidas.
Esta desconcertante conclusión nos lleva a preguntarnos qué es realmente la realidad. ¿Es, quizás, un estado de infinitas posibilidades que solo se cristaliza en una realidad concreta cuando lo observamos? Si este es el caso, parece que el acto de observación desempeña un papel fundamental en la configuración del universo que percibimos. Incluso podríamos ir más allá y sugerir que la realidad misma podría depender de nuestra percepción, lo que introduce una perspectiva inquietante: ¿existe la realidad independiente de la observación humana?
El debate sobre cómo interpretar la mecánica cuántica sigue vivo. Aunque los hechos experimentales y la precisión matemática de la teoría están bien establecidos, las preguntas fundamentales sobre su significado persisten. Preguntas como “¿cómo es esto posible?” o “¿qué implica todo esto para nuestra comprensión de la realidad?” continúan desafiando tanto a filósofos como a científicos. Existen múltiples interpretaciones de estos principios cuánticos, cada una ofreciendo una visión diferente del problema. Algunas de las más conocidas son la Interpretación de Muchos Mundos, la Interpretación de Conjunto y la teoría del Colapso Objetivo.
De este análisis de la mecánica cuántica y sus interpretaciones emerge una conclusión clave: nuestra comprensión del universo es, en última instancia, limitada. A pesar de los avances científicos y tecnológicos, parece que siempre habrá una barrera invisible que nos impida acceder a ciertos aspectos fundamentales de la realidad, como si hubiera un límite natural impuesto al conocimiento humano. Esta idea resuena con el concepto espiritual de que “Con Él se encuentran las llaves de Lo Oculto”, como menciona el Corán (6:59), y que es Él quien crea cada instante (Corán 55:29).
Otro punto digno de reflexión es el poder de la observación en la mecánica cuántica, que pone de manifiesto la importancia de la voluntad y la intención. En el mundo cuántico, la observación tiene la capacidad de modificar la realidad. Extrapolando este principio se podría incluso afirmar que “Si realmente deseas un resultado, visualízalo, contémplalo, pon todo tu empeño, y sucederá”. En realidad, éstas son ideas que han sido ampliamente utilizadas por personas en el campo de la superación personal.
Finalmente, el comportamiento ondulatorio que observamos en el reino cuántico también nos invita a reflexionar sobre la naturaleza última de la realidad. Un electrón se comporta como una onda hasta que es observado, momento en el cual se convierte en una “partícula”. Esto nos lleva a reflexionar: ¿podría la esencia de todo estar enraizada en estructuras ondulatorias, sugiriendo un universo compuesto de ondas fundacionales que impregnan todos los aspectos de la existencia?
Nota
* Nursi, Bediuzzaman Said. 2007. Al-Mathnawi al-Nuri (Semillero de la Luz), The Light Inc. NJ. pág. 68. El original turco es “Nazar ve niyet mahiyet-i eşyayı tağyir Eder”. “Nazar”, originario del árabe, significa vista, visión, punto de vista, perspectiva. Hemos preferido utilizar aquí “observación” para establecer una mejor conexión con el artículo. Ya que se hace con visión y desde un punto de vista, “observación” no es una traducción falsa.
